实验物理1146,1148,1152,1156,1162,1166,1172,1176层和物理层1201、2201门课程
1。测量
学生介绍了基本的测量技术,如用米尺和游标卡尺测量长度,质量测量和数字规模和它们相关的不确定性。他们获得各种尺寸圆柱体的体积测量圆柱体的长度和直径。测量圆柱体的质量之后,他们计算金属的密度和比较他们的预期值。他们还确定密度从所有的数据通过绘制质量和体积的三个或四个缸测量和发现斜率。学生们还用盖革计数器测量的平均背景辐射研究随机误差。错误,相关设备和测量方法及其传播,决心。
2。自由落体
学生连续测量位置自由落体的重量附加到纸带上的计时器马克每25毫秒。从这些数据,他们确定速度作为时间的函数,以及运动的加速度(重力)。与不同的权重通过重复实验,独立的自由落体加速度从它的质量调查。群众对小纸带提供了一个重要的阻力。
3所示。在一和二维运动
跟踪的路径冰球运动在无摩擦的斜面,学生确定x和y分量的连续位置恒定的时间间隔。从这些数据,冰球速度。从速度数据,垂直和水平方向的加速度。独立的两个组件运动调查。
4所示。牛顿第二定律
学生测量两个物体的加速度通过字符串连接到对方,滑轮。一个质量无摩擦运动水平表。另一个是自由悬挂在字符串。大众都可以多样。因此加速度力或质量的依赖可以研究。
5。匀速圆周运动
学生测量平均速度匀速圆周运动的物体。他们分别测量向心力,产生这种运动。装置由一个旋转的绞刑架铅锤暂停。水平弹簧提供向心力的铅锤。学生测量旋转拉伸弹簧所需的时期一个给定的距离。然后他们确定的静力拉伸弹簧的长度相等。重复这个实验各种弹簧后,他们密谋角速度与向心力验证向心力随v2。
6。在碰撞动量守恒
动量守恒是这个实验研究。跟踪两个妖精的道路上相互碰撞摩擦空气表,学生测量每个冰球碰撞前后的势头。通过比较总动量和两个妖精的总动能碰撞前后弹性情况下的守恒定律。下一个非弹性碰撞进行了研究。将尼龙搭扣的妖精在碰撞中使他们团结在一起。动量和能量守恒在这些条件下进行了研究。也通过跟踪两个妖精的质心,质心的运动双体系统进行了研究。
7所示。工作和能量在空气轨
一个空气轨电脑被用在这个实验。通过分析收集到的数据与计算机的滑翔机在空气轨倾斜,学生测量滑行的速度在运动以固定时间间隔。从这个,他们得到动能是位置的函数。他们测量倾斜角度提供潜在的能量。从这些数据可以获得重力加速度。接下来,速度的滑翔机无摩擦水平轨道上移动的影响下悬挂质量测量。通过绘制V2反对立场,加速度的运动估计和比较理论预测。这个实验是类似于Exp。10,除了这里的重要数量使用能量。
8。力和力矩的平衡
加权米尺的静力平衡条件进行调查。首先,通过平衡加权米尺的手指,重心。接下来,学生一头山米尺的主,这样贴可以自由摆动在一个垂直平面上。另一头由一个字符串附加到一个弹簧秤米尺和等不同的方式支持字符串与水平不同的角度。他们测量组件的力和力矩作用的米尺,力矩之和计算和比较预期的值。最后,添加一个未知的力量平衡米尺之后,学生们估计这个未知力所造成的力矩平衡条件和直接计算值进行比较和验证平衡条件。
9。麦克斯韦的轮
麦克斯韦轮由一个垂直铝磁盘安装在水平轴,悬浮在两个线程从上面。磁盘旋转时,线程风车轴上的自己,有点类似于一个溜溜球,和增加磁盘。一旦在顶部的线程开始放松,和磁盘。学生们首先测量轮+轴的尺寸和计算转动惯量。接下来他们测量轮的距离和下落的时间,并确定向下的加速度。从运动,他们获得一个惯性矩和比较它的价值计算的第一部分的实验。黄铜旋钮连接到麦克斯韦轮改变转动惯量在过去的调查。
10。滚动运动在一个倾斜的轨道
这个实验是关于一维滚动圆柱体U-channel轨道上的可调斜面。它向学生介绍超声波测量系统。该系统利用计算机配备声纳采集位置和时间数据的汽缸上下移动跟踪在重力的影响下。电脑记录缸的位置和时间。学生被要求执行调查使用透明圆柱体,装满水,甘油和硅胶。他们收集和分析汽缸填充材料的轨迹不同的粘度,而且必须解释定量差异。定性分析的主要步骤是找到衡量V2和加速度之间的关系。像往常一样,学生们被要求比较他们的结果和理论预测。
11。流体流动
在压力和帕斯卡定律的定义解释,要求学生测量水和甘油的密度在三种不同的方式。首先,密度是由直接测量液体的体积和群众;接下来通过测量使用压力表压力液体,最后通过测量一个物体的浮力在液体中。通过测量流体阻力、依赖通过毛细管压力水的流量进行了研究。流的依赖毛细管直径也调查了。
12。简单的摆
学生测量单摆的周期数不同长度的字符串,使情节对长周期的平方。然后他们确定他们的阴谋的重力加速度。通过重复实验有不同的质量,他们在质量调查期间的独立。
13。简谐运动
这是一个空气轨实验。滑翔机与跟踪两个弹簧相连。当偏斜了均衡区间震荡。滑翔机的运动是获得超声测量收集的一台电脑。电脑可以画出位置、速度和加速度与时间。的学生发现波的周期位置阴谋。他们接下来要求计算的位移滑翔机在几次和比较他们的结果和原始数据。接下来,学生计算角速度。使用这种计算值,他们发现周期和比较测量周期。最后,学生们被要求调查阶段之间的关系位置,速度,加速度的阴谋,还表明,周期是独立的振幅。
14。驻波
驻波在两个不同的媒体,一个字符串和一个空气柱,研究了。在第一个实验中,横浪中设置一个字符串,两端是固定的。附近是一个振动器,一端产生波浪。学生测量驻波的波长,弦的张力时形成的允许适当的波速。他们计算出速度和速度平方与张力的阴谋。他们关系验证弦的张力和单位长度质量一方面,和波的波长。学生们还测量空气中的声速测量声音的波长,通过听一个共振的空气柱的长度可以不同。音叉产生的声音是对空气柱。
15。几何光学
在这个实验中学生学习法律的薄透镜,真实和虚拟映像的区别和镜像。在第一个实验中,学生确定薄透镜的焦距测量对象之间的距离和镜头和镜头和图像之间的距离。他们也检查的比例放大法绘制图像的大小与距离的对象的大小比例。然后学生观察实像和虚像通过观察这两个图像对象的镜头,他们比较这两个图像。最后,他们调查的镜像小圆筒和一个平面镜。通过跟踪图像的位置,他们发现镜面反射定律实验。
16。电场和电势
为两个不同的二维E的特点和V充电配置调查。平行电极,学生测量等势线,确定电场和重建中心附近的电场线的两个电极和电极附近fringe-fields结束。学生对于同轴电极重复实验,发现这个几何的径向电场。实验提供了一个良好的感觉,E和V的关系,和E和V的图形化表达。
17所示。直流回路
基尔霍夫规则研究了简单的串联和并联电路由电池或电源,电路元件盒,一些补丁电缆,和一个或两个数字万用表(DMM)。学生们学习如何使用数字多用表来测量电流,电压,电阻,影响使用基本2 - 3米的测量元件电路。接下来,学生和分析vi简单的电阻网络的特征。他们比较测量和计算值的欧姆电阻电阻组合在不同的配置。
18岁。电阻-电容电路
研究了RC电路的瞬态行为。串联一个电阻和电容组成的电路是连接到一个6 V电源通过一个开关。随着电容器充电,学生测量电压首先在电阻的变化,然后通过电容器的使用数字和秒表。RC足够大,以便这个工作!他们确定时间常数的测量和比较,计算值。他们还探索的指数行为电容器电压通过绘制电压对时间。随着电容器放电,电路中通过的电流测量和记录的电流绘制作为时间的函数。这图的斜率比较早发现的时间常数。最后,两个电容器的电容串联或并联组合研究通过测量电路的时间常数。
19所示。磁力和洛伦兹定律
第一次两个陶瓷环的排斥和吸引磁铁进行了研究,作为一个磁力的强度的定性指标。洛伦兹定律的主要实验研究F = ILB利用电流平衡。磁力的依赖线的长度是衡量平衡它与一个已知的引力。所有三个变量,我,我,B可以在这个实验中,不同的情节磁力与验证这三个变量的线性关系。实验还确定了马鞋磁体的磁场强度。
20.电磁感应
法拉第感应定律是这个实验的主题。首先,在一辆小线圈产生的电压通过快速移动的永久磁铁。然后迅速移动产生的电压传感器线圈远离永久磁铁。下一个法拉第定律是积分形式测试通过使用数字示波器的功能。学生有2卷(有一个未知的匝数),并要求找到每个线圈的匝数。在实验的主要部分,函数发生器产生一个正弦或锯齿形状电流磁场线圈设置一个时变场。这个领域产生一个电压传感器线圈。的字段生成电流和电压传感器线圈和测量显示双线范围。感应电动势的依赖磁通量的变化进行了研究。
21。放射性衰变
学生们观察放射性衰变是一个随机过程和测量同位素的半衰期短住。第一个调查校准盖革管通过收集数据在电脑上使用电脑和策划计数率和盖革管电压。然后测量背景辐射的学生使用电脑和情节数据使用直方图求得平均背景计数率。接下来,学生们把数据从一个137 cs源和直方图。他们观察的百分比数据是在一个和两个标准差的平均计数率。最后,学生们在137 c源辐射的保护效果调查以确定铅的吸收系数和半值层厚度。
22。理想气体定律和绝对温度
通过使用理想气体定律仪器与计算机传感器的气体温度,体积,和压力,学生们表明,这些参数变化根据理想气体定律。理想气体定律的两个特殊情况也检查:吕萨克和波义耳定律。学生们熟悉绝对温标,开尔文的度。绝对零度的温度决定的价值度摄氏使用恒定体积球体和数字温度传感器。
23。紫外可见光谱
学生们熟悉紫外可见光谱的物理原则。他们测量氢和氦发射光谱使用模拟手持和数字光谱仪,并比较结果在线光谱数据库的国家标准。离散line-emission和连续的物理起源黑体光谱是解释说。学生测量钨灯泡光源的紫外可见光谱。通过比较太阳光谱,他们确定吸收夫琅和费谱。此外,学生把光谱荧光灯泡,液晶显示器,他们手持设备使用比较阳光。
24。在层析纸电泳
学生熟悉色谱技术。运动粘滞摩擦下的极性分子在电解质和外加电场解释道。他们测量终端速度的食用色素分子在色谱条形纸湿用小苏打溶液。学生在75 v和150 v直流运行电泳仪研究voltage-dependence染料的位移和机动性。此外,他们调查无压情况下研究的影响渗透,扩散和重力。
1150年物理实验课程
Ph1。系统误差
基本测量中的错误:绝对的,相对的,百分比,系统和统计错误,和传播的实验测量量。学生计算固体物质的密度,使估计的准确性。
Ph2。统计和随机误差
学生学习如何量化和提高统计错误。他们用盖革计数器来测量地球的自然背景辐射。
Ph3。1 & 2维的自由落体运动
速度,加速度,势能和动能,工作。学生连续测量的位置自由落锤使用定时器和附加纸带。他们决定速度作为时间的函数,并计算重力自由落体的加速度。
Ph4。工作和能源
使用一个计算机化的空气轨与超声波传感器和滑翔机,学生测量速度和动能函数的位置。通过计算势能他们检查能量守恒定律和获得重力加速度。
Ph5。层流的毛细血管
Poisseuille粘性流定律解释道。通过毛细血管层流水流速测量其长度的函数,直径和压力梯度。
Ph6。粘性沉积
运动的球形颗粒在重力、浮力和粘滞摩擦是向学生们解释。他们测量终端速度的不锈钢、尼龙和氮化硅球体在甘油和水,并计算液体的粘度数据。
Ph7。理想气体定律
通过使用计算机传感器的气体温度,体积,和压力,学生们表明,这些参数变化根据理想气体定律。理想气体定律的两个特殊情况也检查:吕萨克和波义耳定律。
Ph8。绝对温度
绝对零度的温度决定使用一个恒定体积的球体和数字温度传感器。
Ph9。黑体和紫外辐射
学生测量黑体谱钨灯泡。通过比较太阳光谱,他们确定夫琅和费谱。他们把光谱荧光灯泡、液晶显示器和任何手持设备使用,比较阳光。
Ph10。线发射光谱
目标是确定化学元素通过测量强谱线与光栅光谱仪和比较结果在线光谱数据库的国家标准。学生们还测量双原子气体和发射光谱的谱带简单的化合物,如二氧化碳和水。
Ph11。核衰变
学生开始由盖革管校准和测量背景辐射水平。然后他们个人137 cs同位素源的数据,并确定的百分比计数在一个和两个标准差,和外面的三个(开关)。
Ph12。辐射屏蔽
学生调查屏蔽137 cs源辐射的影响来确定吸收系数和半值层厚度不同的材料,如铅、铝和塑料。
